水冷壁内汽液两相流

气（汽）液两相流动的不稳定性
• “流动不稳定性”是指恒振幅或变振幅的流
动振荡，广义地说，还包含零频率的流量 漂移。沸腾流道因含气率变化，常常因浮 力或者流体容积发生变化，导致两相流道 振荡。这类振荡与机械系统中的振动相似， 质量流速、压降和空泡（气泡）相似于机 械系统中的质量、激发力和弹簧。
• 按此比拟可知，流量与压降之间的关系，
c. 热力振荡
热力振荡是指流动膜态沸腾工况下，当流体 受到扰动时，壁面蒸汽膜的传热性能发生变化， 使壁面温度发生周期性变化。低温制冷系统受到 快速加热时的膜态沸腾可能发生这种热力振荡， 加热壁有可能交替处于过渡沸腾和膜态沸腾工况， 壁面温度发生大幅度振荡。受恒加热热流的沸腾 流道工作在膜态沸腾工况下，传热性能差，壁温 降低。热力振荡循环必然伴有密度波振荡，但密 度波振荡不一定会引起这种产生大幅度壁面温度 变化的热力振荡。
p p G |F G |d
上式，下标表示驱动压头特性，表示阻力特性。
b. 沸腾危机与不稳定性
某些研究者实验观察到沸腾流道内流体 发生沸腾危机的同时出现流动振荡，其机 理目前还不清楚。
c. 流型变迁不稳定性 通常，当流动处于泡状流和环状流之间的过渡区域
内时，会发生流型变迁不稳定性。处在泡-弹状流工况下 的流动，若汽泡量因流量随机减少而增多，会使流型转变 为环状流动。环状流的流动阻力较小，过剩的驱动压头会 使流量增大。随着流量增多，所产生的蒸汽量又不足以维 持环状流动，便又回复到泡-弹状流。阻力又增大，又使 流量减少，循环重新开始。流量增大（加速效应）和流量 减少（减速效应）可能会使振荡发生延迟。目前还不清楚 这种周期性的流型变迁是密度波振荡或压降振荡的起因还 是结果。也发现了其他流型间过渡不稳定性现象。由于目 前还无合适的确定流型过渡条件方法，因而也没有分析这 类不稳定性的适用模型和方法。

AL AL Ag
L
2022/3/24
g g
L
快
关
阀
L
Ag
A
AL
12
两相混合物密度
单位时间内流过截面的两相混合物的质量与其容积之比
m
L
H
L
ALg 1H
AL
L
AL
LH Lg 1H L
L o (1 fw ) w fw
f
w
q0 q0 qw
1W1OR
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13
无滑脱持液率(No-slip Liquid Holdup)
油气水相对密度γo、γg、γw
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35
2 输入数据单位处理
常用单位 统一单位
Q—m3/d q—m3/s μ—Pa.s
P—MPa
p—Pa
V—
m/s
D—mm d—m T—℃ T—
K
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36
3 输入流体物性资料
气：拟临界压力、温度 Pc， Tc 偏差系数 Zg(Pr, Tr) 粘度μg
1.14
2 lg
e D
21.25 N 0.9
Re
雷诺数
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vD NRe
25
Hagedorn-Brown垂直管两相流关系式 Hagedorn和Brown(1965)基于所假
设的压力梯度模型，根据大量的现场 试验数据反算持液率，提出了用于各 种流型下的两相垂直上升管流压降关 系式。此压降关系式不需要判别流型, 适用于产水气井流动条件。
D —管子内径，m
Gm—气液混合物质量流量，kg/s
Gg、GL—气、液质量流量，kg/s

研 究 的 学 习 ，综 合 评 述 了 国 内外 两 相 流体 在并 联 管组 中 分配 方面 的
实 验 研 究 工作 ，对各 个 流 体 参 数 及 几 何 因 素 对于 气 液 两 相 流 在 集 箱 内 的分 配 特 性 的 影 响进 行 了总 结 。 关键词 ： 集箱 两相流 分 配 特 性
一
是 其 实验 研 究 的 学 习 ，包括 其 实 验 系统 及 方法 和 实验 结 均 匀性增加 。 ２ ． １ ． ２ 工质 温度 对集 箱 分配特性 的影 响 果， 即 各个 影 响 因素 对于 气液 两相 流 在集 箱 内 的分配 是如 何影响的， 以及 各 自的影 响程 度 的学 习 ， 对这 些 研 究 成 果
及几 何 因素（ 包 括 引入 方式、 其他 结 构及尺 寸 ） 。 相 的而是汽 一水 两相流体 。 比如 在超 Ｉ Ｉ 缶 界锅炉 中 ， 集箱 的作 型 ） ２ ． １ 流 动参 数对集 箱 分配特 性 的影响 用 显得十 分重要。 超 临界 锅炉炉 膛 由下部 的螺旋 管圈 水冷 ２ ． １ ． １ 工作 压 力对 集箱 分配特 性 的影 响 壁 和上部 的垂直管 水冷壁 组 成 ， 上、 下部 之 间用 中间集箱 联 分 配 集箱 工 作压 力 对并 联 支 管 之 间 的干 度 的 分 配有 接。 当锅炉在 亚 临界压 力 以下 带部 分负荷运行 时 ， 通过 中间
２ 试验 结 果及 分析 影 响分 配集 箱 分配特 性 的 因素 很 多 ， 其 中主要 的 因素 是工作 压 力 、 工质 温 度、 进 口干度 、 质 量 流速 、 流型、 引入 方
并联 支 管 之 集 箱 的是 汽 一水两相 流体。如 果两相 流体在 中间集箱 内发 定 的影 响。 随着 分配 集箱 工作 压力 的提高 ， 随 着 分配集 生 汽水 分离 ，则通 过 中间集箱 垂直水 冷壁 管 的流 量就 会有 间的 干度 的分 配偏 差 有所减 小 。主 要原 因是 ， 箱 工作压 力 的增加 ， 分配集 箱 内汽 一液两 相 之 间的 密度 差 较 大偏 差 ， 直接影 响 电站 锅炉 的安 全运行。 所 以对气液 两相 减少 ， 汽 一液 两 相 之 间 的物 性 差异 减 小 。所 以 ， 由于 汽 一 流 体在集 箱 中的分配情 况进行研 究是十 分必要 的。 汽液 两相 流在 并联 管 组 中的流 动 比较 复杂 ， 各 国 的学 液 两相 之 间密度 的差 异而使 汽 一液 两相 分离 的现 象 减 弱 ， 分配集 箱 并联 支管 之 间 的干度 的偏 差相 对减 小 ， 即相 分 配 者 已经取 得 了重要 的研 究成 果。 作 者通 过 对这 类研究 特别

二、汽液两相流疏水器 工作原理及特点：


汽液两相流疏水自动调节控制装臵主要由 相变管(汽、水信号采集口)、汽液两相流疏水 器本体及相应阀门管件组成。 汽液两相流疏水器由壳体、双喉阀芯(喷 嘴、扩压段)以及相应连接法兰件组成，喷嘴 和扩压段组成缩放型通道。疏水进入疏水调节 器后，先在喷嘴中收缩加速，来自于信号管一 定量的调节汽体进入阀腔，与疏水混合相互作 用后流出疏水调节器。疏水器的作用是控制疏 水管口的出水量，相当于常规液位控制装臵的 执行机构。
三.、停运高加注意事项：




1.停运高加注意出口水温变化，控制高加出水 温降率＜1.5℃/min 2.维持高加较低水位时注意高加及疏水管道不 振动，如发现振动，适当关小疏水门。 3.高加水位计平衡容器的退出应遵循先关水侧 隔离阀后关汽侧隔离阀的原则。 4.抽气门操作时缓慢进行，注意结合抽气口的 温度，高加水位进行操作，尽量开大危急疏水 门，防止由于高加压力突变产生虚假水位高水 位跳高加。

其调节原理是：当容器水位上升 时，传感器(信号管)内水位也随之上升， 导致发送的调节汽量减少，因而通过 疏水器中的汽量减少，喉部有效通流 面积增加，疏水量增加，容器水位随 之下降。反之，当液位下降时，汽相 信号增加，减少喉部有效通流面积， 疏水流量降低，达到有效阻碍疏水的 目的。在整个系统内存在一种动态平 衡，从而实现水位的自动控制。

活塞的顶部水室正常运行时，有水流动， 但是不带压力，保护水进口侧有小的放水 门，调节保护水压力用的，运行过程中保 护水的压力是稳定的，或则很低，一般不 能上涨。

当高压加热器发生事故管系破裂而使高加 的疏水水位超过允许水位时，一个电信号 给电磁阀，电磁阀迅速打开，保护水压力 迅速升高，凝结水进入液压缸上部，推动 活塞，阀瓣下移进而快速关闭阀门，主路 的给水切断，出口改为旁路，到锅炉给水 母管，使高加解列，保护机组安全运行。